JP2012053018A

JP2012053018A - 検出装置

Info

Publication number: JP2012053018A
Application number: JP2010197998A
Authority: JP
Inventors: Shinya Narita; 真也成田
Original assignee: Hitachi Kokusai Denki Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Kokusai Denki Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2012-03-15

Abstract

【課題】複数の検知エリアを有する検出装置を提供する。
【解決手段】送信部１が送信した電磁波を受信する受信部４と、受信部が受信した電磁波に応じた受信信号を検波する第１・第２検波器１５，１６と、与えられる制御信号に応じて第１・第２検波器の応答速度を制御する第１・第２ＡＧＣ回路２１，２２と、第１検波器が検波した検波信号を第１基準信号と比較する第１比較器２８と、第２検波器が検波した検波信号を第２基準信号と比較する第２比較器２９と、制御信号と第１・第２基準信号を供給することで複数の異なる検知エリアＡ１，Ａ２において被検体を検出する制御部２４をもつ検出装置。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、人や車両の侵入検知を行う検出装置に関し、特に、複数の検知エリアを有する検出装置に関する。

従来、屋外の第一警戒線における人や車両の侵入検知には赤外線センサが多く用いられてきている。また、最近は小電力無線が認められ、マイクロ波センサが用いられてきている。赤外線センサは、検知範囲の断面積は検出対象の人や車両に比較すると小さい一方、マイクロ波センサは、対向線上の周りに発達するフレネルゾーンにエネルギー分布するので、検知範囲の断面積は大きくなるという特徴があり、従来のマイクロ波センサは、最も安定して信号を識別可能な第１フレネルゾーンを検知エリア幅としており、警報アラームも１つのものが主流である。

特開２００９−２６６２１２号公報

上述した従来技術による検出装置によれば、人や車両の検知エリアの横断のみ警報出力可能となり、検知エリアに近づいた人などは、警報をあげることはできない。また、検知エリアを匍匐で横切る人なども安定して検出することができない。また、フレネルゾーンのエネルギー分布は、ほぼ第１フレネルゾーンに密集されるため、環境変動に安定なマイクロ波センサの検知エリア設計において、他のフレネルゾーンにエリアを設定することは、環境変化に非常に弱くなり、誤報が問題となる。

本発明は、複数の検知エリアを有する検出装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための一実施形態は、
送信部が送信した電磁波を受信する受信部と、
前記受信部が受信した電磁波に応じた受信信号を検波する第１および第２検波器と、
与えられる制御信号に応じて、前記第１および第２検波器の応答速度を制御する第１および第２ＡＧＣ回路と、
前記第１検波器が検波した検波信号を第１基準信号と比較する第１比較器と、
前記第２検波器が検波した検波信号を第２基準信号と比較する第２比較器と、
前記第１および第２ＡＧＣ回路に前記制御信号を供給し、前記第１および第２比較器に前記第１および第２基準信号を供給して、複数の異なる検知エリアにおいて被検体を検出する制御部と、を具備することを特徴とする検出装置である。

この発明の実施形態によれば、複数の検知エリアおよびアラームを設定することにより、複数のセキュリティーレベルに応じた報知を行うことができる。

本発明の一実施形態であるマイクロ波検出装置の概要を説明するシステム図。本発明の一実施形態であるマイクロ波検出装置の詳細の一例を示すブロック図。本発明の一実施形態であるマイクロ波検出装置の動作の一例を示す説明図。

以下、図面を参照してこの発明に係る実施形態であるマイクロ波検出装置を詳細に説明する。マイクロ波検出装置Ｍは、図１に示すように、一例としてマイクロ波を送信する送信部１と、送信部１に接続される送信用アンテナ２と、送信用アンテナ２に対抗させて設けられる受信用アンテナ３と、受信用アンテナ３が接続され被検体からのマイクロ波を受信する受信部４を有している。また、このマイクロ波検出装置Ｍは、第１検知エリアＡ１と、第１検知エリアＡ１よりも広い第２検知エリアＡ２と、第２検知エリアＡ２よりもさらに広い領域である第３検知エリアＡ３を有している。

さらに、マイクロ波検出装置Ｍは、図２に詳細に示すように、全体の動作を制御する制御部２４と、受信部４が受信した電波を受けてこれを増幅するＬＮＡ（Low Noise Amplifier）８と、指定の中間周波数ＩＦ（Intermediate Frequency）を発振するローカル発振器９と、ローカル発振器９からの中間周波数ＩＦを合成するミキサ１０と、ミキサ１０の出力を複数に（図２においては３つに）分配する分配器１１を有している。さらに、マイクロ波検出装置Ｍは、分配器１１からの出力をそれぞれ増幅する増幅器１２，１３，１４と、増幅された中間周波数ＩＦをそれぞれ検波してＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）信号をそれぞれ出力する検波器１５，１６，１７と、制御部２４からの基準信号により任意の検知感度がそれぞれ設定され増幅器１２，１３，１４のＡＧＣ応答速度をそれぞれ制御する第１ＡＧＣ回路２１，第２ＡＧＣ回路２２，第３ＡＧＣ回路２３と、各検波器１５，１６，１７の出力をそれぞれ増幅する各増幅器１８，１９，２０と、各増幅器１８，１９，２０の出力と制御部からの第１検知基準電圧Ｖ_Ｒ１，第２検知基準電圧Ｖ_Ｒ２，第３検知基準電圧Ｖ_Ｒ３とをそれぞれ比較する各比較器２８，２９，３０と、各比較器２８，２９，３０の比較結果を受けて、各検知基準電圧よりも各増幅器１８，１９，２０の出力が低くなったら警報信号をそれぞれ出力するリレー回路３４、３５、３６を有している。

このような構成をもったマイクロ波検出装置Ｍは、以下のように複数の検知エリアにおいて被検体を検知するものである。すなわち、送信用アンテナ２と受信用アンテナ３の間に路程差が半波長の整数倍ごとに円形上な集合領域である第１検知エリアＡ１、第２検知エリアＡ２、第３検知エリアＡ３が生じる。この領域（フレネルゾーン）を伝わる電波を受信用アンテナ３で受け、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）８で増幅して、ミキサ１０に入力する。一方、受信部４は指定の中間周波数となるようローカル発振器９を備え、ミキサ１０から出力された中間周波数ＩＦは、それぞれ規定レベルで分配器１１により電力分配されて、各増幅器１２，１３，１４にて増幅されたのち、検波器１５，１６，１７でＲＳＳＩ信号として出力する。

ＲＳＳＩ信号は、ＡＧＣ回路２１，２２，２３に入力され、各ＡＧＣ回路２１，２２，２３は、制御部２４により基準信号を設定され、これによりそれぞれ異なるＡＧＣ応答速度が制御され、それぞれ異なる検知感度が実現する。すなわち、ＲＳＳＩ信号は、各々異なるＡＧＣ信号で制御され、その後、増幅器１８，１９，２０で何十倍にも増幅され、検知電圧としてそれぞれ各比較器２８，２９，３０に入力される。比較器２８，２９，３０は、制御部２４より各検知基準電圧Ｖ_Ｒ１、Ｖ_Ｒ２、Ｖ_Ｒ３が供給され、これらの検知基準電圧よりも検知電圧が低くなった場合に警報信号を出力する。これらの警報信号を受けて、リレー回路３４、３５、３６は、接点信号として第１警報アラーム乃至第３警報アラームを出力する。

また、図３は、ＡＧＣループ設定の異なる３つの検知電圧波形の例をそれぞれ示している。例えば、第１ＡＧＣ回路２１は、制御部２４からの制御信号により、最もＡＧＣ応答速度が速い設定とする。これにより、図３に示すように、第１検知エリアＡ１が形成される。同様に、制御部２４からの制御信号により、第２ＡＧＣ回路２２は、応答速度を中程度に設定することで、第２検知エリアＡ２が形成される。同様に、制御部２４からの制御信号により、第３ＡＧＣ回路２３は、応答速度を遅く設定することで、第３検知エリアＡ３が形成される。

また、人などが侵入した場合、第２検知エリアＡ２および第３検知エリアＡ３で位相の乱れが生じ、変化量は少ないが電界が強弱する。第１ＡＧＣ回路２１では、ＡＧＣ応答を速くとっているので、人などが第２検知エリアＡ２及び第３検知エリアＡ３に侵入しても、第１検知電圧は変動をきたすことはない。逆に、第３ＡＧＣ回路２３は、応答速度が最も遅いので、第３検知エリアＡ３に人などが侵入した場合、第３検知電圧が大きく変動することになる。

制御部２４から、それぞれの比較器２８，２９，３０に、第１検知基準電圧Ｖ_Ｒ１、第２検知基準電圧Ｖ_Ｒ２、第３検知基準電圧Ｖ_Ｒ３がそれぞれ任意の大きさで与えられることにより、ユーザは、どれぐらいの範囲の検知エリアに、どれぐらいの電圧の乱れを検出した場合に警告を与えるかを、任意に設定することができる。

これにより、本発明の実施形態に係る検出装置は、送信用アンテナ２および受信用アンテナ３の間に形成されるゲートを人や車両等が通過したかどうかで警報アラームを出力するだけではなく、このゲートの近傍のどの範囲にどの程度の物理量の被検体が近づいたかどうかに対応して、異なる警報アラームを出力させることができる。従って、例えば、人がゲートの下を匍匐した場合も、通常の人のゲートの通過による第１警報アラームとは異なる、例えば、第３警報アラームで通知することが可能となる。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

Ｍ…マイクロ波検出装置、１…送信部、２…送信用アンテナ、３…受信用アンテナ、４…受信部、１５…検波器、１６…検波器、１７…検波器、２１…第１ＡＧＣ回路、２２…第２ＡＧＣ回路、２３…第３ＡＧＣ回路、２８…比較器、２９…比較器、３０…比較器。

Claims

送信部が送信した電磁波を受信する受信部と、
前記受信部が受信した電磁波に応じた受信信号を検波する第１および第２検波器と、
与えられる制御信号に応じて、前記第１および第２検波器の応答速度を制御する第１および第２ＡＧＣ回路と、
前記第１検波器が検波した検波信号を第１基準信号と比較する第１比較器と、
前記第２検波器が検波した検波信号を第２基準信号と比較する第２比較器と、
前記第１および第２ＡＧＣ回路に前記制御信号を供給し、前記第１および第２比較器に前記第１および第２基準信号を供給して、複数の異なる検知エリアにおいて被検体を検出する制御部と、を具備することを特徴とする検出装置。